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第623章高压蒸汽机难产，先造个笨家伙(第1/2页)
城西，格致院制造局。
还没进院门，叮叮当当的锤声便一阵紧过一阵，混着风箱呼哧呼哧的声响，从高墙后面传出来。
院子正中立着一座两丈多高的铁架子，架上架着一口圆滚滚的熟铁锅炉，旁边连着一根粗铁管，铁管尽处是一台黑黢黢的机器，汽缸连着活塞杆，活塞杆连着曲轴。
一个五十出头的汉子从铁架下钻出来，矮壮身材，两条胳膊上全是腱子肉，手背上新疤叠着旧疤。
“制造局墨锤，拜见殿下！”
墨锤跟随朱橚多年，是格致院资格最老的匠师之一。过去除了钻研机械制造，还兼管着院里的大小事务。如今格致院迁到江阴，院务交给了专门的管事人员，他也终于能腾出手来，一门心思带着制造局的匠人钻研机器。
朱橚拍了拍他沾满铁屑的肩膀，绕着那台机器转了一圈。
“这便是那台高压蒸汽机？”
“正是。”墨锤脸上露出几分得意，“殿下当初吩咐过，要造就造高压的，下官一日也没敢忘。”
朱橚点了点头。
当年格致院议蒸汽机，他便拍板，一步到位，直接造高压的。
高压蒸汽机个头小，力气大，用不着那口笨重的冷凝器，往后装上车便能跑火车，装上船便能造轮船。
后世的第一次工业革命，瓦特的低压蒸汽机风头最盛，书上翻来覆去讲的都是他。
其中的门道，知道的人可就少了。
瓦特手里攥着分离冷凝器的专利，靠着这道专利，同合伙人一道把蒸汽机的买卖做到了独一份，一年年赚下金山银山。
有了钱，有了名望，瓦特便调过头来，拼命打压高压蒸汽机。他逢人便说高压锅炉迟早要炸，造高压机器的人，都该被吊死。
当年那个改良旧机器的年轻工匠，到头来，成了新机器最大的对头。
屠龙的少年，终成了恶龙。
大明用不着再走这段冤枉路。
“说说吧，如今卡在哪一步了？”
墨锤领着朱橚走到汽缸边，指着缸盖和缸身接缝处一圈灰褐色的东西。
“殿下先瞧这个。”
“殿下当初给的铁质胶泥方子，铁粉配上硇砂和硫磺，用水调成膏，抹进接缝里。下官带着人前前后后试了一百三十多回配比，铁粉粗了不行，硫磺多了也不行，总算试出一个最合用的。”
“抹上去最初两日是软的，过了三五日，铁粉生锈胀开，同缸身咬成一块，比铁还硬。往里打足了汽，接缝一丝汽都漏不出来。”
朱橚伸手敲了敲那圈胶泥，叩叩作响。
这东西便是瓦特当年用的金属密封胶。硇砂便是氯化铵，大明的药铺里就有卖，硫磺更是随处可见，成本低廉，一抹便灵。
“还有活塞。”
墨锤从工具架上取下一只铁环，递给朱橚。
铁环一侧开着一道斜口，捏在手里，能觉出一股往外撑的劲道。
“这是活塞环。铸铁车成，开一道口子，套在活塞的槽里，它自己往外撑，紧紧贴着缸壁。一根活塞套三道环，汽便漏不过去。”
“从前用浸了牛油的麻绳缠在活塞上，跑上两三天便烧焦了，得拆开重缠。换上铁环，下官这台机器已经连着跑了二十天。”
朱橚掂着那只活塞环，心里颇为感慨。
后世许多人以为，蒸汽机要密封，非得用橡胶不可。
其实蒸汽机里的温度，生橡胶根本扛不住。生橡胶遇热发软发黏，遇冷又发硬发脆，要等到几十年后有人摸索出硫化的法子，才算能用，即便如此，也经不住蒸汽日夜烘烤。
所以早年的蒸汽机，用的都是皮革和麻绳，再往后，便是这种金属活塞环。
“好！”朱橚把活塞环还给他，“密封这一关算是过了，剩下的呢？”
墨锤脸上的笑容收了起来。
他领着朱橚绕到锅炉边，指着顶上一只铜阀门。
“殿下，难就难在这锅炉上。”
“高压锅炉里憋着几倍于寻常的汽，一旦汽压过了头，整口锅炉便要炸开。殿下当初交代过，锅炉上得装两样东西，一样是铅制的易熔塞，一样是双安全阀。”
“易熔塞好办，在炉膛顶上开个孔，灌进一个铅塞子。锅炉里的水烧干了，炉顶一烫，铅塞子先化，汽从孔里泄出去，锅炉便炸不起来。这个下官已经造好了。”
“卡住的是双安全阀。”
朱橚心里有数。
后世1803年，特里维西克造的一台高压锅炉，在伦敦格林尼治炸了，当场死了四个人。
事后一查，原是看炉子的小工跑去河边捉鳗鱼，替他顶班的工人嫌安全阀老往外喷汽，干脆拿东西把阀门压死了。汽压一路往上蹿，锅炉便炸成了碎片。
这下瓦特可算逮着了把柄，四处宣扬高压机器是杀人的东西，整个行当对高压蒸汽机避之唯恐不及，足足耽搁了好些年。
特里维西克吃了这个大亏，才想出双安全阀的法子。一只阀门给看炉子的人调，另一只锁进铁笼子里，钥匙只有掌柜拿着。就算有人把外面那只压死，笼子里那只照样能泄汽。
道理简单，做起来可难。
墨锤苦着脸道：
“阀门和阀座得磨得严丝合缝，汽压没到，一丝汽都不能漏；汽压一到，阀门得立马顶开。下官磨了二十多副，有的汽压还没到便嘶嘶往外冒，有的汽压过了头还卡着不动。上个月试炉，一副阀门卡死，压力表的指针一路往上爬，亏得易熔塞先化了，要不然……”
他没往下说，抬手摸了摸额角一道还没长好的新疤。
“还有锅炉本身。”墨锤又道，“高压锅炉得用熟铁板卷成圆筒，再一颗一颗打铆钉。眼下的铁板厚薄不匀，铆缝打得再密，汽压一高，铆缝便往外渗水。下官估摸着，这两样要全弄妥当，少说还得两三年的光景。”
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朱橚沉默片刻。
两三年，等高压蒸汽机量产，黄花菜都凉了。
凛冬将至，眼下淮南的煤井，可连两三个月都等不起。
墨锤迟疑片刻，小心翼翼地开口道：
“殿下，下官听说您要去淮南抽水。依下官的意思，不如先把低压蒸汽机造出来？”
“当初格致院研究蒸汽机，那台低压的样机拿来给学徒们讲课用，图纸和模子都是现成的。低压机器汽压小，锅炉炸不了，安全阀也用不着磨得这么精细。”
朱橚摇了摇头。
“低压机器个头大，一台抽水的，汽缸得有三尺多粗。光镗这一个缸，便要一两个月，再运到淮南，装好调好，少说也要三四个月。”
“等它抽出水来，今年冬天早就过去了。”
“今年这天，墨局长也觉出来了吧？”
墨锤一愣，点了点头：“十月的天，下官早起已经能瞧见水缸里结冰碴子了。”
朱橚心里沉甸甸的。
洪武年间，正赶上小冰河期的早期。
后世的史书上，这几百年里，大雪封江，湖面冰冻，这样的记载一条接着一条，天气说变就变。
今年霜降早，芦花开早，这个冬天，搞不好要闹雪灾。
雪灾一来，江南百姓要烧火取暖，煤价还得往上翻。
淮南的积水，必须赶在寒冬到来之前想法子排干。
“低压机器要造，那是明年的事。”朱橚转过身，“眼下本王要两样东西，赶在一个月之内运到淮南。”
“请殿下示下！”
朱橚从旁边的工案上扯过一张纸，提笔画了起来。
“第一样，叫作‘蒸汽吸水泵’。”
“这东西用不着活塞，也用不着汽缸。”
墨锤瞪圆了眼睛。
蒸汽机没有活塞，那还叫蒸汽机？
朱橚看出了他的疑惑。
其实，这东西算不上真正的蒸汽机。
后世1698年，英国人萨弗里造出了一种专门给矿井排水的机器，取名“矿工之友”。
这东西问世得早，比矿用的纽科门活塞式蒸汽机还早了十几年。
只是它有个天生的短处，抽水的高度有限，耗煤又多，碰上深井便有些力不从心。
等纽科门的蒸汽机问世，很快便被抢了风头。
可萨弗里这机器，也有一样旁人比不了的长处。
它不用精密的汽缸和活塞，也没有复杂的连杆机构，寻常铜匠便能照着图纸造出来。
眼下的大明，最缺的便是这样的笨机器。
朱橚一边画一边讲：
“一口铜罐子，底下接一根吸水管，通到井底；侧边接一根出水管，通到井口；顶上接一根汽管，连着锅炉。吸水管和出水管上，各装一只单向阀。”
“先往铜罐里灌满蒸汽，关上汽阀，往罐子外面浇冷水。罐里的汽一冷，缩成了水，罐子便空了。井底的水被外面的气一压，顺着吸水管便涌了进来。”
“等罐子灌满了水，再打开汽阀，蒸汽往下一顶，把罐里的水从出水管顶上去。”
“一冷一顶，一冷一顶，井底的水便源源不断地往上走。”
墨锤盯着那张图，嘴巴越张越大。
朱橚又道：“这机器胜在构造简单，不用活塞，也不用曲轴，铜匠照着图纸便能打出来。只是有个短处，单靠外面的气压吸水，最多只能吸起三丈来高。若要往更高处送水，还得靠蒸汽往上顶。淮南的井深三四十丈，单凭一台肯定不够，得在井下分层设水仓，一台接着一台，逐级往上送。”
萨弗里蒸汽机原理
实物图
矿用图
朱橚放下笔，又取过一张纸。
“第二样，叫管链泵。”
“一根粗管子，竖着插进水里。一条铁链子从管子里穿过去，链子上每隔一尺，串一块裹了皮革的圆木片，木片的大小同管子内壁正好贴合。管子顶上装一个大轮子，用骡马拉着转。”
“轮子一转，链子跟着往上走，每一块木片都托着一截水，从管子里往上提，提到井口便倒出来。”
这东西，后世倒是有一段好光景。
新中国刚成立那几年，全国各地的农村推广过一种解放式水车，用的就是这个管链的法子，一匹骡子拉着走圈，便能浇几十亩地，铁匠铺里便能打，风靡了大江南北。
管链泵原理
“井底那几台蒸汽吸水泵，把水送到半井腰的水仓里，再由管链泵接力提上井口。”朱橚放下笔，“两样东西，用的都是铜匠和铁匠的老手艺，用不着镗大汽缸，也用不着磨安全阀。一个月，墨局长能不能造出来？”
墨锤捧着那两张图纸，手都在抖。
他打了半辈子铁，头一回觉得，自己从前费尽心思钻研的那些精巧机关，竟还不如这几笔简单的图样来得管用。
更要紧的是，这两样机器都能用现成的材料打造，根本不用等上两三年，淮南的煤井便有救了。
“能！”墨锤扯着嗓子吼了一声，“殿下给下官二十天！”
他转过身，冲着满院子的匠人喊道：
“铜作坊的，把手里的活都停了！铁作坊的，抽三百个人出来打链子！今晚谁也别回家，制造局管饭！”
锤声停了一瞬，紧接着，满院子的匠人轰然应诺。
风箱呼哧呼哧地拉得更响了。